GB/T 21650.2-2008壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度第2部分：氣體吸附法分析介孔和大孔

犐犆犛１９．１２０

犃２８

中華人民共和國國家標(biāo)準

犌犅／犜２１６５０．２—２００８／犐犛犗１５９０１２：２００６

壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑

分布和孔隙度第２部分：氣體吸附法

分析介孔和大孔

犘狅狉犲狊犻狕犲犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犪狀犱狆狅狉狅狊犻狋狔狅犳狊狅犾犻犱犿犪狋犲狉犻犪犾狊

犫狔犿犲狉犮狌狉狔狆狅狉狅狊犻犿犲狋狉狔犪狀犱犵犪狊犪犱狊狅狉狆狋犻狅狀—

犘犪狉狋２：犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犿犲狊狅狆狅狉犲狊犪狀犱犿犪犮狉狅狆狅狉犲狊犫狔犵犪狊犪犱狊狅狉狆狋犻狅狀

（ＩＳＯ１５９０１２：２００６，ＩＤＴ）

２００８０４１６發(fā)布２００８１００１實施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局

發(fā)布

中國國家標(biāo)準化管理委員會

書

犌犅／犜２１６５０．２—２００８／犐犛犗１５９０１２：２００６

目次

前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅲ

引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅳ

１范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２規(guī)范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３術(shù)語和定義!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

４符號!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

５原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

５．１基本原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

５．２方法的選擇!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５

６儀器性能的校驗!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５

７校準!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５

８制樣!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!５

９靜態(tài)體積法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

９．１原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

９．２儀器與材料!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!６

９．３典型測試步驟!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

９．４計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

１０流動體積法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

１０．１原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

１０．２儀器與材料!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

１０．３典型測試步驟!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

１０．４計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

１１載氣法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

１１．１原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１０

１１．２儀器與材料!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１１

１１．３典型測試步驟!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１１

１１．４計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１１

１２重量法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１１

１２．１原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１１

１２．２儀器與材料!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１１

１２．３典型測試步驟!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１１

１２．４計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

１３等溫線類型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

１３．１概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

１３．２遲滯回線類型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

１４孔徑分布計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４

１４．１使用參比等溫線!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４

１４．２微孔!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１５

Ⅰ

書

犌犅／犜２１６５０．２—２００８／犐犛犗１５９０１２：２００６

１４．３介孔與大孔!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１５

１４．４孔徑分布表示方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１６

１５結(jié)果報告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１７

附錄Ａ（資料性附錄）介孔孔徑分布計算實例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１８

參考文獻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２１

Ⅱ

犌犅／犜２１６５０．２—２００８／犐犛犗１５９０１２：２００６

前言

ＧＢ／Ｔ２１６５０《壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度》分為以下３個部分：

———第１部分：壓汞法；

———第２部分：氣體吸附法分析介孔和大孔；

———第３部分：氣體吸附法分析微孔。

本部分為ＧＢ／Ｔ２１６５０的第２部分。

本部分等同采用ＩＳＯ１５９０１２：２００６《壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度第２

部分：氣體吸附法分析介孔和大孔》（英文版）。

為便于使用，與ＩＳＯ１５９０１２：２００６相比，本部分作了如下編輯性修改：

———將“本國際標(biāo)準”改為“本部分”；

———將“ＩＳＯ１５９０１的本部分”修改為“本部分”，將“７７．３５Ｋ”全部修改為“７７Ｋ”；

———用ＧＢ／Ｔ１９５８７—２００４代替ＩＳＯ９２７７：１９９５，并修改了相應(yīng)的圖號；

———增加了３．１３“吸附分子可以到達的”表述；

———刪除了歐美地區(qū)標(biāo)準參比材料供應(yīng)機構(gòu)的通訊信息；

———將部分條文作了編輯性調(diào)整；

———將一些拼寫錯誤、公式錯誤中的錯誤做了編輯性修改；

———重新調(diào)整了參考文獻的序號和格式；

———修改了圖１、圖２和圖３中坐標(biāo)軸說明文字的位置，延長了圖２中Ｈ２類型曲線的脫附分支；

———將附錄Ａ中變量單位的“／”表達方式修改為腳標(biāo)表示，補充了附錄Ａ中無量綱量的單位。

本部分的附錄Ａ為資料性附錄。

本部分由全國篩網(wǎng)篩分和顆粒分檢方法標(biāo)準化技術(shù)委員會（ＳＡＣ／ＴＣ１６８）提出并歸口。

本部分起草單位：中國科學(xué)院過程工程研究所、北京市理化分析測試中心。

本部分主要起草人：朱慶山、黃文來、周素紅、鄒濤、李鳳霞、王勇、謝朝暉。

Ⅲ

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引言

通常，不同類型的孔可視作固體內(nèi)的孔、通道或空腔，或者是形成床層、壓制體或團聚體的固體顆粒

間的空間（如裂縫或空隙）。通常用孔隙率來表示固體材料的多孔特性，其更為準確的定義為：一定量固

體中的可測定孔和空隙的體積與該固體所占有的總體積之比。除了可測定孔外，固體中可能還有一些

閉孔，這些孔與外表面不相通，且流體不能滲入。本部分不涉及閉孔（即不與外表面連通的空腔）的

表征。

多孔材料可以是細的或粗的粉末、堆積體、擠出物、薄片或單塊體等。它們的表征通常包括測定孔

徑分布以及總孔容或孔隙率。為滿足某些要求，有時還需研究孔的形狀和連通性，以及測定內(nèi)表面積和

外表面積。

多孔材料在如下領(lǐng)域具有重大的技術(shù)重要性：

———可控藥物釋放；

———催化；

———氣體分離；

———包括殺菌在內(nèi)的過濾；

———材料技術(shù)；

———環(huán)境保護和污染控制；

———天然蓄儲性巖石；

———建筑材料性質(zhì)；

———高分子和陶瓷工業(yè)。

眾所周知，多孔固體的性能（如強度、反應(yīng)性、滲透性或吸附容量）由其孔結(jié)構(gòu)決定，已有多種方法用

于表征孔結(jié)構(gòu)。由于大多數(shù)多孔固體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此不同方法得到的結(jié)果通常不能吻合，而且僅靠一種

方法也不能給出孔結(jié)構(gòu)的所有信息。應(yīng)依據(jù)多孔固體材料的應(yīng)用，其化學(xué)和物理特性和孔徑范圍選擇

最合適的表征方法。

最常用的方法如下：

ａ）壓汞法：加壓向孔內(nèi)充汞。此方法適于孔直徑范圍大約在０．００３μｍ至４００μｍ之間，尤其是

０．１μｍ至１００μｍ之間的大多數(shù)材料。

ｂ）氣體吸附分析介孔大孔法：通過吸附一種氣體表征孔結(jié)構(gòu)，如液氮溫度下的氮氣。該方法適

于測量孔徑范圍大約在０．００２μｍ至０．１μｍ（２．０ｎｍ至１００ｎｍ）之間的孔，該方法是表面積

評估技術(shù)（見ＧＢ／Ｔ１９５８７—２００４）的拓展。（其他孔徑分布分析技術(shù)可參見參考文獻［１］）

ｃ）氣體吸附分析微孔法：通過吸附一種氣體表征孔結(jié)構(gòu)，如液氮溫度下的氮氣。該法適用于測量

孔徑范圍大約在０．０００４μｍ至０．００２μｍ（０．４ｎｍ至２．０ｎｍ）之間的孔。

Ⅳ

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壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑

分布和孔隙度第２部分：氣體吸附法

分析介孔和大孔

１范圍

ＧＢ／Ｔ２１６５０的本部分規(guī)定了一種采用氣體吸附法測定孔隙率和孔徑分布的方法，用于比較性的

而非絕對意義上的測試。本方法局限于在恒定的控制溫度下，測定單位質(zhì)量樣品對氣體的吸附量。

本部分不規(guī)定使用特定的吸附氣體，但氮氣是最常使用的吸附氣體，而液氮溫度則是最常采用的分

析溫度。有時也使用其他吸附氣體，包括氬氣、二氧化碳和氪氣。也采用其他分析溫度，包